JP5545932B2 - 3D shape measuring device - Google Patents

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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

本発明は、三次元形状を計測する装置に関し、特に人体の認証や計測に好適な3次元形状計測装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for measuring a three-dimensional shape, and more particularly to a three-dimensional shape measuring apparatus suitable for human body authentication and measurement.

近年、安全、安心の向上や、機密保持の強化等のため、個人認証技術の実用化が急速に進んでいる。この個人認証において、生体の三次元計測が使用されている。この生体の三次元計測には、レーザ光を生体に照射してから反射光が戻るまでの時間を測定し、その距離を測定する方法や、規則的なパターンを持つ光を物体に投影して、カメラが見たパターンの変化を元に物体の形状を測定するパターン投影法がある。
しかしながら、生体、特に顔等の測定においては、計測中に瞬間的に表情が変化したり、動いたりするため、これ等の測定では、変化に対応するには充分ではなかった。
In recent years, personal authentication technology has been rapidly put into practical use in order to improve safety and security and to enhance confidentiality. In this personal authentication, three-dimensional measurement of a living body is used. In this three-dimensional measurement of the living body, the time from when the living body is irradiated with laser light until the reflected light returns, the distance is measured, and light with a regular pattern is projected onto the object. There is a pattern projection method for measuring the shape of an object based on a change in the pattern seen by the camera.
However, in measurement of a living body, in particular, a face or the like, the facial expression changes or moves instantaneously during measurement, so these measurements are not sufficient to cope with the change.

一方、工場等の生産現場では、クリーム半田の印刷状態の検査や、製品形状の検査のため3次元形状計測装置が使用されている。この3次元形状計測装置においては、プリント基板に斜め上方から複数の位相変化する光パターンを投影して、プリント基板に印刷されているクリーム半田の印刷状態検査するものがある(例えば、特許文献1参照。)。   On the other hand, in a production site such as a factory, a three-dimensional shape measuring device is used for inspection of the printed state of cream solder and inspection of product shape. In this three-dimensional shape measuring apparatus, there is an apparatus that projects a plurality of phase-changing light patterns obliquely from above onto a printed circuit board and inspects the printing state of cream solder printed on the printed circuit board (for example, Patent Document 1). reference.).

また、図12に示すように、計測対象物140に対して、照明装置120から2つ以上の光成分パターンを同時に照射して、その2つ以上の反射光を撮像装置130であるCCDカメラで撮影し、演算装置である制御装置150で反射光のパターンの互いの相対位相角度と画像データに基づき演算し、計測対象物の高さを演算する三次元形状計測装置がある(例えば、特許文献2参照。)。これ等の測定方法においても、精度を向上させるためには、位相を変化させて、複数の位相をそれぞれ変化させた都度、撮影する必要があり、生体等の測定物の形状が変化したものについては、迅速な測定は充分ではなかった。 In addition, as shown in FIG. 12, two or more light component patterns are simultaneously irradiated from the illumination device 120 to the measurement object 140, and the two or more reflected lights are emitted from the CCD camera as the imaging device 130. There is a three-dimensional shape measuring device that takes a picture and calculates the height of the measurement object by calculating based on the relative phase angle of the reflected light pattern and the image data by the control device 150 which is an arithmetic device (for example, Patent Documents). 2). Also in the measurement method of this like, in order to improve accuracy, by changing the phase, every time that the respective changing a plurality of phase, must be taken, for those the shape of the measuring object such as a living body has changed Rapid measurements were not sufficient.

特許第2711042号公報Japanese Patent No. 2711042 特許第3878033号公報Japanese Patent No. 3878033

そこで本発明は、生体等の測定においても、一度の測定で、3つの位相の異なるデータを取得して、高い空間分解機能をもち、迅速でぶれのない三次元測定装置を提供しようとするものである。   Therefore, the present invention intends to provide a three-dimensional measuring apparatus that has a high spatial resolution function and is free of blurring by acquiring data with three different phases in a single measurement even when measuring a living body or the like. It is.

上記課題を解決するために請求項1の本発明は、測定対象物に対して、同じ周期でそれぞれ位相が2π/3シフトした赤、緑、青の光成分パターンを投影する照射手段と、
測定対象物からの反射光を撮像する撮像手段と、
撮像手段により撮像された画像データの各座標における反射光を赤、緑、青の光成分パターンに分解し、赤、緑、青の光成分パターンの輝度データを演算して、各輝度の合計が一定値になるように且つ、各輝度データが赤、緑、青の三次元空間上における赤+緑+青=0に平行な平面上で円状に等間隔に分布する点になるように、補正パラメータを演算し、補正パラメータに基づき、撮像手段により撮像された赤、緑、青の光成分パターンの輝度データを補正して、測定対象物の位相情報を演算して、三次元形状の情報を算出する演算手段を有し、
輝度データの演算手段は、撮像手段により撮像された画像データを分解して得られた各座標における赤、緑、青の光成分パターンの輝度データの代表値を抽出し、代表値の赤、緑、青の光成分パターンの輝度データの合計が一定値になるように赤、緑、青の光成分パターンの輝度データの合計が一定値になるように、輝度データの代表値を、赤、緑、青の3次元空間にプロットしたプロット点群としプロット点群の上記赤、緑、青の光成分パターンの輝度データを、赤、緑、青の三次元空間上における赤+緑+青=0に平行な平面上に射影変換し、二次元のX,Y座標へ座標変換を行い、射影変換して得られたX,Y座標へ分布するプロット点群円周方向に均等な点数になるように分割し、グループ分けを行い、各グループについてそれぞれ重心を求めて、グループの代表値として抽出し、グループの代表値をXY座標の原点を中心とする円状に等間隔に分布するように、補正パラメータを演算し、補正パラメータを演算し、代表値の補正パラメータを用いて撮像された画像データの各座標における赤、緑、青の光成分パターンの輝度データを補正し、測定対象物の位相情報を演算し、
補正パラメータの演算は、照射手段のホワイトバランスと撮像手段の分光特性の補正のため、白色の平面にカラーパターンを投影し、撮像手段により撮像された画像データを分解して得られた各座標における赤、緑、青の光成分パターンの輝度データを、赤、緑、青の三次元空間にプロットしたプロット点群とし、輝度データの代表値の抽出は、プロット点群の赤、緑、青の光成分パターンの輝度データを、赤、緑、青の3次元空間上における赤+青+緑=0に平行な平面上に射影変換し、二次元のX、Y座標へ座標変換を行い、輝度データの代表値の抽出を行うとともに、輝度データを射影変換して得られたX、Y座標へ分布するプロット点群を円周方向に均等な点数になるように分割し、グループ分けを行い、各グループについてそれぞれ重心を求めて、グループの代表値として抽出し、グループの代表値をXY座標の原点を中心とする円状に等間隔に分布する点になるように補正パラメータを演算したことを特徴とする三次元形状計測装置である。
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention of claim 1 irradiates a measurement object with red, green, and blue light component patterns each having a phase shift of 2π / 3 at the same period,
Imaging means for imaging reflected light from the measurement object;
The reflected light at each coordinate of the image data captured by the imaging means is decomposed into red, green and blue light component patterns, and the luminance data of the red, green and blue light component patterns is calculated, In such a way that each luminance data becomes a constant value and is distributed at equal intervals in a circular shape on a plane parallel to red + green + blue = 0 in a three-dimensional space of red, green, and blue. Three-dimensional shape information is calculated by calculating the correction parameter, correcting the luminance data of the red, green, and blue light component patterns captured by the imaging means based on the correction parameter, calculating the phase information of the measurement object Having an arithmetic means for calculating
The luminance data calculation means extracts representative values of the luminance data of the red, green, and blue light component patterns at each coordinate obtained by decomposing the image data captured by the imaging means, and represents the representative values of red, green , red as the sum of the luminance data of the light component pattern of blue becomes a constant value, a green, so that the total of the luminance data of the light component pattern of blue becomes a constant value, the representative value of the luminance data, red, green The brightness data of the red, green, and blue light component patterns in the plot point group plotted in the three-dimensional space of blue, red + green + blue = 0 in the three-dimensional space of red, green, and blue = 0 Projective transformation is performed on a plane parallel to, and coordinate transformation is performed to two-dimensional X and Y coordinates, so that the number of plot points distributed in the X and Y coordinates obtained by projective transformation is equal in the circumferential direction. Divided into groups, grouped, and the center of gravity for each group The group is extracted as a representative value of the group, and the correction parameter is calculated and the correction parameter is calculated so that the representative value of the group is distributed at equal intervals in a circle centered on the origin of the XY coordinates . Correct the luminance data of the red, green and blue light component patterns at each coordinate of the image data captured using the correction parameters, calculate the phase information of the measurement object,
The correction parameter calculation is performed at each coordinate obtained by projecting a color pattern onto a white plane and decomposing the image data captured by the imaging unit in order to correct the white balance of the irradiation unit and the spectral characteristics of the imaging unit. Luminance data of red, green, and blue light component patterns is plotted as a set of plot points plotted in a three-dimensional space of red, green, and blue. the luminance data of the light component pattern, performs red, green, and projective transformation onto red + blue + green = 0 parallel to a plane in the three dimensional space of the blue, two-dimensional X, the coordinate transformation in the Y-coordinate, luminance In addition to extracting representative values of the data, the plot point group distributed to the X and Y coordinates obtained by projective transformation of the luminance data is divided so as to have an equal number of points in the circumferential direction, and grouped. For each group Cubic characterized in that the center of gravity is obtained and extracted as a representative value of the group, and the correction parameter is calculated so that the representative value of the group is distributed at equal intervals in a circle centered on the origin of the XY coordinates. This is an original shape measuring device.

請求項1の本発明では、測定対象物に対して、同じ周期でそれぞれ位相が2π/3シフトした赤、緑、青の光成分パターンを投影する照射手段と、測定対象物からの反射光を、撮像する撮像手段とを有している。このため、従来、位相の異なる光成分パターンを撮像する場合に、位相の異なる毎に撮像するため時間がかかっていたが、一度の撮像で、位相の異なる3つ光成分パターンを一度に測定することができ、撮像時間を短縮することができる。また、一度の撮像ですむため、位相の異なる光成分パターンの時間によるバラツキをなくすことができる。
同じ周期でそれぞれ位相が2π/3シフトした赤、緑、青の光成分パターンを使用するため、それぞれの位相において、光の輝度の合計を一定にするようにして、後述するように、各光成分の補正が容易である。
In the first aspect of the present invention, irradiation means for projecting light component patterns of red, green, and blue whose phases are shifted by 2π / 3 at the same period with respect to the measurement object, and reflected light from the measurement object are provided. And imaging means for imaging. For this reason, conventionally, when imaging light component patterns having different phases, it took time to capture each time the phases differ. However, three light component patterns having different phases are measured at a time with one imaging. Image pickup time can be shortened. Further, since only one imaging is required, it is possible to eliminate variations due to time of light component patterns having different phases.
Since light component patterns of red, green, and blue whose phases are shifted by 2π / 3 in the same cycle are used, the total light intensity is made constant in each phase, as described later. Component correction is easy.

撮像手段により撮像された画像データの各座標における反射光を上記赤、緑、青の光成分パターンに分解し、赤、緑、青の光成分パターンの輝度データを演算して、各輝度の合計が一定値になるように補正パラメータを演算し、補正パラメータに基づき、撮像手段により撮像された赤、緑、青の光成分パターンの輝度データを補正して、測定対象物の位相情報を演算して、三次元形状の情報を算出する演算手段を有する。
このため、赤、緑、青の光成分パターンの3つの輝度データを使用して精度のよい補正を行うことができ、一度の補正で、照射手段であるプロジェクタと撮像手段であるカメラの色感度、色再現特性の補正を同時にすることができる。従って、計測時の照射手段であるプロジェクタと撮像手段であるカメラの設定が容易であるとともに、補正後の輝度データにより、位相情報を演算して、三次元形状情報の精度を向上させることができる。また、三次元形状情報を時系列的に連続して、計測することが可能となる。
The reflected light at each coordinate of the image data picked up by the image pickup means is decomposed into the above red, green, and blue light component patterns, and the luminance data of the red, green, and blue light component patterns is calculated, and the total of each luminance is calculated. The correction parameter is calculated so that becomes a constant value, and based on the correction parameter, the luminance data of the red, green and blue light component patterns captured by the imaging means is corrected, and the phase information of the measurement object is calculated. And calculating means for calculating information of the three-dimensional shape.
Therefore, accurate correction can be performed using the three luminance data of the red, green, and blue light component patterns, and the color sensitivity of the projector as the irradiation unit and the camera as the imaging unit can be corrected with one correction. The color reproduction characteristics can be corrected simultaneously . Therefore, it is easy to set the projector as the irradiation means and the camera as the imaging means at the time of measurement, and it is possible to improve the accuracy of the three-dimensional shape information by calculating the phase information from the corrected luminance data. . It is also possible to measure the three-dimensional shape information continuously in time series.

請求項1の本発明では、代表値の赤、緑、青の光成分パターンの輝度データの合計が一定値になるように補正パラメータを演算する。このため、補正パラメータの代表値の演算が早く、補正することが容易であるとともに、照射手段と撮像手段及び測定対象物の補正を同時にすることができる。 According to the first aspect of the present invention, the correction parameters are calculated so that the sum of the luminance data of the representative light component patterns of red, green, and blue becomes a constant value. For this reason, the calculation of the representative value of the correction parameter is quick and easy to correct, and the irradiation unit, the imaging unit, and the measurement object can be corrected simultaneously.

代表値の補正パラメータを用いて撮像された画像データの各座標における赤、緑、青の光成分パターンの輝度データを補正し、測定対象物の位相情報を演算する。このため、各座標における赤、緑、青の光成分パターンの輝度データの補正を、各座標に近い補正パラメータを用いて、各座標に合わせて行うことができ、照射手段と撮像手段及び測定対象物から生じる輝度データのばらつきを最小限にすることができ、測定対象物の位相情報の正確なデータを得ることができ、高精度で迅速な測定を行うことができる。   The luminance data of the red, green and blue light component patterns at each coordinate of the image data captured using the correction parameter of the representative value is corrected, and the phase information of the measurement object is calculated. Therefore, the correction of the luminance data of the red, green, and blue light component patterns at each coordinate can be performed according to each coordinate using correction parameters close to each coordinate, and the irradiation unit, the imaging unit, and the measurement target Variations in luminance data generated from the object can be minimized, accurate data of the phase information of the measurement object can be obtained, and high-precision and quick measurement can be performed.

請求項1の本発明では、補正パラメータの演算において、二次元のX、Y座標へ座標変換と円状に等間隔に分布する点になるように演算することにより、適切な数のグループの代表値のパラメータを演算し、その代表値のパラメータを用いて、赤、緑、青の光成分パターンの輝度データの補正を行うことで、精度のよい補正の演算をすることができる。 According to the first aspect of the present invention, in the calculation of the correction parameters, by representing the coordinate group into two-dimensional X and Y coordinates and calculating the points so as to be distributed at equal intervals in a circular shape, an appropriate number of groups can be represented. By calculating the value parameter and correcting the luminance data of the red, green, and blue light component patterns using the representative value parameter, it is possible to perform accurate correction calculation.

請求項2の本発明は、測定対象物からの反射光の撮像は、赤、緑、青の光成分パターンを断続して撮像する撮像手段である3次元形状計測装置である。 The present invention of claim 2 is a three-dimensional shape measuring apparatus which is an image pickup means for picking up an image of reflected light from a measurement object by intermittently picking up red, green and blue light component patterns.

請求項2の本発明では、測定対象物からの反射光の撮像は、赤、緑、青の光成分パターンを断続して撮像することのみで、測定対象物の測定データを補正して得ることができるため、迅速な測定ができ、断続的にデータを撮像して、人体等の測定対象物が変化し易い場合においても的確な測定と認証をすることができる。 According to the present invention of claim 2 , the reflected light from the measurement object is obtained by correcting the measurement data of the measurement object only by intermittently capturing red, green, and blue light component patterns. Therefore, it is possible to perform a quick measurement, intermittently image data, and perform accurate measurement and authentication even when a measurement object such as a human body is likely to change.

請求項3の本発明は、測定対象物からの反射光の撮像は、赤、緑、青の光成分パターンを連続して撮像する撮像手段である3次元形状計測装置である。 The third aspect of the present invention is a three-dimensional shape measuring apparatus that is an imaging unit that continuously captures red, green, and blue light component patterns for imaging reflected light from a measurement object.

請求項3の本発明では、測定対象物からの反射光の撮像は、赤、緑、青の光成分パターンを連続して撮像するため、連続して測定対象物の測定データを補正して得ることができ、測定対象物の変化を正確に測定することができ、動画像を撮影することができ、リアルタイムの三次元測定装置が可能である。 According to the third aspect of the present invention, the reflected light from the measurement object is obtained by continuously correcting the measurement data of the measurement object in order to continuously pick up the red, green, and blue light component patterns. Therefore, it is possible to accurately measure changes in the measurement object, capture a moving image, and realize a real-time three-dimensional measurement apparatus.

請求項4の本発明は、撮像手段は、カラーカメラである3次元形状計測装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, the imaging means is a three-dimensional shape measuring apparatus which is a color camera.

請求項4の本発明では、撮像手段は、カラーカメラであるため、簡単な装置で、赤、緑、青の光成分パターンを同時に一度で測定することができ、また、動画像を撮影することもできる。 In the present invention of claim 4 , since the image pickup means is a color camera, the light component pattern of red, green and blue can be measured at the same time with a simple device, and a moving image can be taken. You can also.

請求項5の本発明は、照射手段は、ストロボ発光機である3次元形状計測装置である。 The present invention of claim 5 is the three-dimensional shape measuring apparatus in which the irradiation means is a strobe light emitter.

請求項5の本発明では、照射手段は、ストロボ発光機であるため、外乱光にも強く、瞬間的に撮影することができ、計測が容易であり、被測定者に負担をかけることなく、計測中のぶれもすくなくすることができる。 In the present invention of claim 5 , since the irradiation means is a strobe light emitter, it is strong against disturbance light, can be photographed instantaneously, is easy to measure, and does not place a burden on the measurement subject. Shake during measurement can be eliminated.

請求項6の本発明は、照射手段は、連続点灯ランプ発光機である3次元形状計測装置である。 The present invention according to claim 6 is the three-dimensional shape measuring apparatus in which the irradiation means is a continuous lighting lamp light emitter.

請求項6の本発明では、照射手段は、連続点灯ランプ発光機であるため、連続的に撮影することができ、動画像を撮影することもできる。 In the present invention of claim 6 , since the irradiating means is a continuous lighting lamp light emitter, it can shoot continuously and can also shoot moving images.

請求項7の本発明は、測定対象物は、人体の一部である3次元形状計測装置である。 The present invention of claim 7 is a three-dimensional shape measuring apparatus in which the measurement object is a part of a human body.

請求項7の本発明では、測定対象物は、人体の一部であるため、測定中に動いたり、変化したりしても確実に測定し、認証を確実に行うことができる。 In this invention of Claim 7 , since a measuring object is a part of human body, even if it moves or changes during a measurement, it can measure reliably and can authenticate reliably.

測定対象物に対して、同じ周期でそれぞれ位相が2π/3シフトした赤、緑、青の光成分パターンを投影し、撮像するため、一度の撮像で、位相の異なる光成分パターンを一度に測定することができ、測定時間を短縮し、バラツキをなくすことができる。
同じ周期でそれぞれ位相が2π/3シフトした赤、緑、青の光成分パターンを使用するため、それぞれの位相において、光の輝度の合計を一定にすることができ、補正が容易である。
Projects and captures red, green, and blue light component patterns, each with a phase shift of 2π / 3 at the same period, and measures the light component patterns with different phases at one time. Measurement time can be shortened, and variations can be eliminated.
Since red, green, and blue light component patterns having phases shifted by 2π / 3 at the same period are used, the total luminance of light can be made constant in each phase, and correction is easy.

撮像手段により撮像された画像データの各座標における赤、緑、青の光成分パターンの輝度データを演算して、補正パラメータを求め、補正パラメータに基づき、撮像手段により撮像された輝度データを補正して、三次元形状の情報を算出するため、一度の補正で、照射手段と撮像手段の補正とを同時にすることができる。 The luminance data of the red, green, and blue light component patterns at each coordinate of the image data captured by the imaging unit is calculated to obtain a correction parameter, and the luminance data captured by the imaging unit is corrected based on the correction parameter. Thus, since the information of the three-dimensional shape is calculated, the correction of the irradiation unit and the imaging unit can be performed at the same time by one correction .

本発明の実施の形態を示すもので、三次元測定装置の全体の構成を示す模式図である。1, showing an embodiment of the present invention, is a schematic diagram showing an overall configuration of a three-dimensional measuring apparatus. 本発明の実施の形態を示すもので、三次元測定装置の照射装置から照射される位相が2π/3シフトした赤、緑、青の光成分パターンを示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing an embodiment of the present invention and showing red, green, and blue light component patterns in which the phase irradiated from the irradiation device of the three-dimensional measuring device is shifted by 2π / 3. 本発明の実施の形態を示すもので、三次元測定装置の撮像装置で理想的に観測される測定対象物からの反射光の位相が2π/3シフトした赤、緑、青の光成分パターンの輝度を示すグラフである。FIG. 4 shows an embodiment of the present invention, in which red, green, and blue light component patterns in which the phase of reflected light from a measurement object ideally observed by an imaging apparatus of a three-dimensional measurement apparatus is shifted by 2π / 3 are shown. It is a graph which shows a brightness | luminance. 本発明の実施の形態を示すもので、三次元測定装置の撮像装置で実際に観測される測定対象物からの反射光の位相が2π/3シフトした赤、緑、青の光成分パターンの輝度を示すグラフである。4 shows an embodiment of the present invention, and the luminances of red, green, and blue light component patterns in which the phase of reflected light from a measurement object actually observed by an imaging device of a three-dimensional measurement device is shifted by 2π / 3 It is a graph which shows. 本発明の実施の形態を示すもので、三次元測定装置の撮像装置で理想的に観測される測定対象物からの反射光の位相が2π/3シフトした赤、緑、青の光成分パターンの輝度を赤、緑、青の3次元空間上における赤+青+緑=0に平行な平面状にプロットしたグラフである。FIG. 4 shows an embodiment of the present invention, in which red, green, and blue light component patterns in which the phase of reflected light from a measurement object ideally observed by an imaging apparatus of a three-dimensional measurement apparatus is shifted by 2π / 3 are shown. It is the graph which plotted the brightness | luminance on the planar shape parallel to red + blue + green = 0 in the three-dimensional space of red, green, and blue. 本発明の実施の形態を示すもので、三次元測定装置の撮像装置で実際に観測される測定対象物からの反射光の位相が2π/3シフトした赤、緑、青の光成分パターンの輝度を赤、緑、青の三次元空間上における赤+青+緑=0に平行な平面状にプロットしたグラフである。4 shows an embodiment of the present invention, and the luminances of red, green, and blue light component patterns in which the phase of reflected light from a measurement object actually observed by an imaging device of a three-dimensional measurement device is shifted by 2π / 3 Is plotted in a plane parallel to red + blue + green = 0 in a three-dimensional space of red, green, and blue. 本発明の実施の形態を示すもので、図6におけるプロット点群をX−Y座標系に変換してプロットしたグラフである。FIG. 7 shows an embodiment of the present invention, and is a graph plotted by converting the plot point group in FIG. 6 into an XY coordinate system. 本発明の実施の形態を示すもので、図7におけるプロット点群を円周方向に均等な点数になるように分割し、グループ分けしてそれぞれの重心を代表値としてプロットしたグラフと、その代表値をX−Y座標の原点を中心とする円に等間隔に分布する点に変換してプロットしたグラフである。FIG. 8 shows an embodiment of the present invention, and is a graph in which the plot point group in FIG. 7 is divided so as to have an equal number of points in the circumferential direction, grouped and each center of gravity is plotted as a representative value, and its representative It is the graph which converted and plotted the value to the point distributed at equal intervals on the circle centering on the origin of an XY coordinate. 本発明の実施の形態を示すもので、三次元測定装置の撮像装置で実際に観測される測定対象物からの反射光の位相がシフトした赤、緑、青の光成分パターンの輝度とその輝度から位相情報を計算して示すグラフである。The embodiment of the present invention, the luminance of the light component pattern of red, green, and blue in which the phase of the reflected light from the measurement object actually observed by the imaging device of the three-dimensional measuring device is shifted and the luminance It is a graph which calculates and shows phase information from. 本発明の実施の形態を示すもので、図9の赤、緑、青の光成分パターンの輝度を、パラメータを用いて変換し補正した赤、緑、青の光成分パターンの輝度としてプロットしたグラフと、変換後の輝度位相情報を計算して示すグラフである。9 is a graph showing the embodiment of the present invention, in which the luminance of the red, green, and blue light component patterns in FIG. 9 is plotted as the luminance of the red, green, and blue light component patterns that are converted and corrected using parameters. And a graph showing calculated luminance phase information after conversion. 本発明の実施の形態を示すもので、変換後の輝度位相情報に基づき基準平面の1ラインの奥行き計測値のバラツキを示すグラフである。FIG. 9 is a graph illustrating an embodiment of the present invention and showing variations in depth measurement values of one line on a reference plane based on luminance phase information after conversion. 従来の三次元測定装置の全体の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the whole structure of the conventional three-dimensional measuring apparatus.

本発明の実施の形態を図1〜図11に基づき説明する。
本発明の三次元測定装置1は、図1に示すように、測定対象物40に対して光を照射する照射手段である照射装置20と、測定対象物40からの反射光を撮影する撮像手段である撮像装置30と、照射装置20を制御するとともに撮像装置30からのデータを演算する演算手段を有する制御装置50を有する。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the three-dimensional measuring apparatus 1 of the present invention includes an irradiating device 20 that is an irradiating unit that irradiates light to the measuring object 40, and an imaging unit that captures reflected light from the measuring object 40. And a control device 50 that has a calculation means for controlling the irradiation device 20 and calculating data from the imaging device 30.

照射装置20は、光源である発光部21と、発光部21の光を集光する集光レンズ22と、集光レンズ22からの光を同じ周期でそれぞれ位相が2π/3シフトした赤、緑、青の光成分パターンにするプロジェクトパターン23と、プロジェクトパターン23からの光を測定対象物40に投影する投影レンズ24から構成される。発光部21は、後述する制御装置50と照射ケーブル51で連結されている。   The irradiation device 20 includes a light-emitting unit 21 that is a light source, a condensing lens 22 that condenses the light from the light-emitting unit 21, and red and green whose phases are shifted by 2π / 3 in the same cycle. The project pattern 23 is a blue light component pattern, and the projection lens 24 projects the light from the project pattern 23 onto the measurement target 40. The light emitting unit 21 is connected to a control device 50 and an irradiation cable 51 described later.

照射手段の一部である発光部21は、1ショト毎に発光するストロボ発光機を使用することができる。この場合は、測定対象物40である、例えば人体、特に顔等を瞬間的に撮影することができ、顔等がぶれたり動いたりしても、計測が容易であり、通常のスナップ写真と同様の感覚で計測が可能であり、被測定者に負担をかけることなく、計測中のぶれも少なくすることができる。また、外乱光による測定データの乱れも防止することができる。発光部21の発光は、制御装置50により制御され、照射ケーブル51を経由して発光部21に信号が送られて発光する。   The light emitting unit 21 which is a part of the irradiation means can use a strobe light emitting device that emits light for each shot. In this case, the measurement object 40, for example, the human body, in particular, the face, etc. can be photographed instantaneously, and even if the face is shaken or moved, the measurement is easy and is the same as a normal snapshot. Measurement can be performed with the same feeling as described above, and shake during measurement can be reduced without imposing a burden on the measurement subject. In addition, disturbance of measurement data due to ambient light can be prevented. Light emission of the light emitting unit 21 is controlled by the control device 50, and a signal is sent to the light emitting unit 21 via the irradiation cable 51 to emit light.

また、照射手段である発光部21は、連続して点灯する点灯ランプ発光機を使用することができる。この場合には、測定対象物40である、例えば人体、特に顔等を連続的に撮影することができ、動画像を撮影することもできる。そのため、リアルタイムで三次元測定を行うことができる。   Moreover, the light emission part 21 which is an irradiation means can use the lighting lamp light-emitting machine which lights continuously. In this case, the measurement object 40, for example, a human body, particularly a face, can be continuously photographed, and a moving image can also be photographed. Therefore, three-dimensional measurement can be performed in real time.

照射手段の一部であるプロジェクトパターン23は、上述のように、集光レンズ22からの光を、例えば、フィルターを使用して、同じ周期でそれぞれ位相が2π/3シフトした赤、緑、青の光成分パターンに分解する。すなわち、赤、緑、青のそれぞれのフィルターを使用し、赤フィルターは、赤色の光の輝度が正弦波に変化するように透光させる。青フィルターは、青色の光の輝度が正弦波に変化するとともに、青色の位相は赤色の位相よりも2π/3シフトするように透光させる。さらに、緑フィルターは、緑色の光の輝度が正弦波に変化するとともに、緑色の位相は青色の位相よりも2π/3シフトするように透光させる。なお、フィルター以外の他の手段を使用することもできる。   As described above, the project pattern 23 that is a part of the irradiation unit is configured to use red, green, blue, and the like. The light from the condenser lens 22 is shifted by 2π / 3 in the same cycle using, for example, a filter. The light component pattern is decomposed. That is, red, green, and blue filters are used, and the red filter transmits light so that the luminance of red light changes to a sine wave. The blue filter transmits the blue light so that the luminance of the blue light changes to a sine wave and the blue phase is shifted by 2π / 3 from the red phase. Further, the green filter transmits the light so that the luminance of the green light changes to a sine wave and the green phase is shifted by 2π / 3 from the blue phase. It should be noted that other means than the filter can be used.

このようにして、投影レンズ24から投光される赤、緑、青の光の輝度は、図2に示すように、同じ周期で、輝度の振幅(最大値)も同じであり、それぞれの位相よりも2π/3ずつシフトしている。このため、各位相のどの点をとっても、赤、緑、青の光の輝度の合計は一定となることができる。   In this way, the luminances of red, green, and blue light projected from the projection lens 24 have the same period and the same amplitude (maximum value) as shown in FIG. Is shifted by 2π / 3. For this reason, the sum of the luminances of red, green, and blue light can be constant at any point in each phase.

そして、投影レンズ24から投光される赤、緑、青の光は、測定対象物40に照射される。図1においては、基準平面を測定するため、平坦な板状体を使用しているが、人体等の三次元の凹凸を有する測定対象物40を使用することができる。
測定対象物40に照射された赤、緑、青の光は、反射して、撮像装置30により撮像される。
Then, red, green, and blue light projected from the projection lens 24 is irradiated to the measurement object 40. In FIG. 1, a flat plate-like body is used to measure the reference plane, but a measuring object 40 having three-dimensional irregularities such as a human body can be used.
The red, green, and blue light irradiated on the measurement object 40 is reflected and imaged by the imaging device 30.

撮像装置30は、撮像レンズ31とカラーカメラ32から構成されている。測定対象物40から反射された赤、緑、青の光は、撮像レンズ31を通りカラーカメラ32により撮像される。カラーカメラ32は、ストロボ光源でも連続光源でもいずれにおいても、連続して撮影を行うことができる。このため、測定対象物40を長時間連続的に記録することができる。   The imaging device 30 includes an imaging lens 31 and a color camera 32. The red, green, and blue light reflected from the measurement object 40 passes through the imaging lens 31 and is imaged by the color camera 32. The color camera 32 can continuously shoot with either a strobe light source or a continuous light source. For this reason, the measurement object 40 can be continuously recorded for a long time.

カラーカメラ32により撮像された画像は、撮像ケーブル52により制御装置50であるパソコンに送付される。その画像は、制御装置50で赤、緑、青の各光成分に分解されて、後述する位相ソフト計算により処理される。ここで、R、G、Bとは、それぞれ赤、緑、青の各光成分である。
カラーカメラ32により撮像された画像の赤、緑、青の各光成分の輝度は、理想的に測定された場合には、図3に示すように、照射された赤、緑、青の各光成分パターンの輝度は、振幅が等しく、同じ周期でそれぞれ位相が2π/3シフトした正弦波を示す。
An image picked up by the color camera 32 is sent to a personal computer as the control device 50 through the image pickup cable 52. The image is decomposed into red, green, and blue light components by the control device 50 and processed by phase soft calculation described later. Here, R, G, and B are red, green, and blue light components, respectively.
When the brightness of the red, green, and blue light components of the image captured by the color camera 32 is ideally measured, as shown in FIG. 3, each of the emitted red, green, and blue lights The luminance of the component pattern indicates a sine wave having the same amplitude and a phase shifted by 2π / 3 in the same cycle.

しかしながら、投影する照射装置20のホワイトバランスや撮像装置30のカラーカメラ32の分光特性、測定対象物40の色味等が影響するため、実際に観測される赤、緑、青の各光成分パターンの輝度は、図4に示すように、赤、緑、青の各光成分パターンのそれぞれの正弦波の振幅値が異なったり、位相のシフトが2π/3とならなかったり等の現象が発生する。この現象は、測定対象物40の位相計算における大きな誤差要因となる。このため、以下の述べるように、演算手段を有する制御装置50において、演算を行い、赤、緑、青の各光成分パターンの輝度の補正を行う。制御装置50は、ノートタイプでもデスクトップタイプでもいずれのパソコンでも使用することができる。   However, since the white balance of the irradiation device 20 to be projected, the spectral characteristics of the color camera 32 of the imaging device 30, the color of the measurement object 40, etc., the light component patterns of red, green, and blue actually observed are affected. As shown in FIG. 4, the luminance of the red, green, and blue light component patterns have different sine wave amplitude values, or the phase shift does not become 2π / 3. . This phenomenon becomes a large error factor in the phase calculation of the measurement object 40. For this reason, as will be described below, in the control device 50 having the calculation means, calculation is performed to correct the luminance of each light component pattern of red, green, and blue. The control device 50 can be used with either a notebook type or desktop type personal computer.

まず、カラーカメラ32から送られた画像は、赤、緑、青の各光成分パターンの輝度に基づき位相情報を演算する。演算は以下の式(1)〜(4)により行われる。
=αcos(θ−ψ)+β・・・・・・・・(1)
=αcosθ+β ・・・・・・・・(2)
=αcos(θ+ψ)+β・・・・・・・・(3)

Figure 0005545932
得られた画像の各画素について式(4)により位相情報θを計算する。ここで、αは正弦波パターンの振幅,βはオフセット成分,
Figure 0005545932
はシフト位相量,I、I、Iはカラーカメラ32で取得した赤、緑、青のチャンネルそれぞれの成分の輝度である。θは、位相情報である。 First, the phase information of the image sent from the color camera 32 is calculated based on the luminance of each light component pattern of red, green, and blue. The calculation is performed by the following formulas (1) to (4).
I R = αcos (θ−ψ) + β (1)
I G = α cos θ + β (2)
I R = αcos (θ + ψ) + β (3)
Figure 0005545932
For each pixel of the obtained image, the phase information θ is calculated by equation (4). Where α is the amplitude of the sine wave pattern, β is the offset component,
Figure 0005545932
Is the shift phase amount, and I R , I G , and I B are the luminances of the components of the red, green, and blue channels acquired by the color camera 32. θ is phase information.

得られた位相情報は同じ周期情報を繰り返すため、位相連結処理により絶対位相を求める必要がある。まずは位相情報画像に対して、連続的に変化している領域を同じ領域とする領域分けを行う。得られたそれぞれの領域をラベリング処理にて番号付けを行い、さらに各ラベルの領域の重心位置からラベルの隣接・前後状態をチェックし、各ラベルに再度順番に番合号付けを行うことで位相連結処理を行う。   Since the obtained phase information repeats the same period information, it is necessary to obtain an absolute phase by phase connection processing. First, the phase information image is divided into regions that are continuously changed in the same region. Each obtained area is numbered by a labeling process, and the adjacent / front-and-rear state of the label is checked from the center of gravity position of each label area, and each label is numbered in turn in order. Perform the concatenation process.

そして、補正のために、基準となる白色の平面にカラーパターンを投影し、撮像装置30で撮影を行う.このときの赤、緑、青の輝度値を3次元空間のそれぞれの軸とし、得られた画像の各座標における輝度をその3次元空間上にプロットする。
理想的な2π/3シフトパターンではどの点においても、赤、緑、青の輝度値の合計は、一定となることがわかっており、図5に示すように、赤、緑、青の3次元空間上における赤+青+緑=0に平行な平面上に円としてプロットされる。しかし、前述のように実際に観測される画像では理想的な2π/3シフトパターンからずれが発生するため、同じく赤、緑、青の輝度値を空間上にプロットすると図6に示すように、歪んだドーナツ状に分布する。
Then, for correction, a color pattern is projected onto a white plane as a reference, and shooting is performed by the imaging device 30. The luminance values of red, green, and blue at this time are set as the respective axes of the three-dimensional space, and the luminance at each coordinate of the obtained image is plotted on the three-dimensional space.
In the ideal 2π / 3 shift pattern, it is known that the sum of the luminance values of red, green, and blue is constant at any point. As shown in FIG. Plotted as a circle on a plane parallel to red + blue + green = 0 in space. However, as described above, in the actually observed image, a deviation occurs from the ideal 2π / 3 shift pattern. Similarly, when the luminance values of red, green, and blue are plotted on the space, as shown in FIG. Distributed in a distorted donut shape.

そのため、この図6に示すプロット点群を赤+青+緑=0の平面上の円になるように補正する。この補正は、以下のようにして補正パラメータを求め、観測された輝度値を理想に近い赤、緑、青のパターンへと補正する。これにより、位相計算における誤差を減少させることができる。   Therefore, the plot point group shown in FIG. 6 is corrected to be a circle on the plane of red + blue + green = 0. In this correction, a correction parameter is obtained as follows, and the observed luminance value is corrected to an ideal red, green, and blue pattern. Thereby, the error in phase calculation can be reduced.

輝度補正の手順として、図7に示すように、まずは得られた3次元空間上のプロット点群を赤+青+緑=0の平面へ射影変換し、二次元座標(X、Y)へ座標変換を行う。このときの射影変換は式(5)を用いて計算される.

Figure 0005545932
As a procedure for luminance correction, as shown in FIG. 7, first, the obtained plot point group in the three-dimensional space is projectively transformed to a plane of red + blue + green = 0, and the coordinates are converted to two-dimensional coordinates (X, Y). Perform conversion. The projective transformation at this time is calculated using Equation (5).
Figure 0005545932

射影変換して得られたXY座標へ分布するプロット点群を、円周方向に均等な点数になるように分割し、グループ分けを行い、各グループについてそれぞれ重心を求め、そのグループの代表値とする。この代表値を二次元座標にプロットしたものが図8の変換前のグラフである。変換前では、グラフは円ではなく、歪んだ形状である。   The plot point group distributed to the XY coordinates obtained by projective transformation is divided so that the number of points is equal in the circumferential direction, grouped, the center of gravity is obtained for each group, and the representative value of the group To do. This representative value plotted on two-dimensional coordinates is the graph before conversion in FIG. Before conversion, the graph is not a circle but a distorted shape.

このとき得られた代表値のデータを、図8の変換後のグラフで示す円になるようにXY座標の原点(0,0)を中心とする半径Rの円状に等間隔に分布する点に変換する。
変換に用いるパラメータとして、XYの原点を基準とする倍率変換パラメータrと原点を中心とする回転変換パラメータφを用い,式(6)を用いて変換を行う。ここでX、Yは変換前の代表点、X‘、Y’は変換後の代表点である。
The representative value data obtained at this time are distributed at equal intervals in a circle with a radius R centered on the origin (0, 0) of the XY coordinates so as to be a circle shown in the graph after conversion in FIG. Convert to
As a parameter used for the conversion, a magnification conversion parameter r based on the origin of XY and a rotation conversion parameter φ centered on the origin are used to perform conversion using equation (6). Here, X and Y are representative points before conversion, and X ′ and Y ′ are representative points after conversion.

Figure 0005545932
これは単純な拡大変換と回転変換であるため、パラメータr,φは式(7)より変換前後の座標(X,Y)と(X’,Y’)から独立して求めることができる。
Figure 0005545932
式(7)を用いて代表点ごとにr,φを求める。
Figure 0005545932
Since this is a simple enlargement transformation and rotation transformation, the parameters r and φ can be obtained independently from the coordinates (X, Y) and (X ′, Y ′) before and after the transformation from the equation (7).
Figure 0005545932
Calculate r and φ for each representative point using Equation (7).

あらかじめ求めた各代表点のr,φパラメータを用い、実際の計測時における変換を行う。撮影画像のある位置のRGB輝度値を、式(5)によりXY点に変換された点を(x,y)とする。前述の代表点のうち(x,y)に近い点を2点選び線形補間を用いて実際に変換を行う点のパラメータを求める。選んだ代表点をそれぞれ(X,Y),(X,Y)とし、そのときの変換パラメータをそれぞれ(φ,r),(φ,r)すると、点(x,y)における変換パラメータ(φ,r)は式(8)を用いて求められる.求めたパラメータを用いて式(6)より補正を行う。

Figure 0005545932
Conversion at the time of actual measurement is performed using the r and φ parameters of each representative point obtained in advance. A point obtained by converting the RGB luminance value at a certain position of the photographed image into an XY point by the equation (5) is defined as (x, y). Of the above-mentioned representative points, two points close to (x, y) are selected, and parameters of points to be actually converted are obtained using linear interpolation. When the selected representative points are (X 1 , Y 1 ) and (X 2 , Y 2 ), and the conversion parameters at that time are (φ 1 , r 1 ) and (φ 2 , r 2 ), respectively, the point (x , Y), the transformation parameters (φ , r ) are obtained using equation (8). Correction is performed from Equation (6) using the obtained parameters.
Figure 0005545932

こうして変換されたXY座標の点から,式(9)を用いて赤、緑、青の3次元空間上の点へ変換を行い、補正された赤、緑、青の輝度を得る。
補正前の赤、緑、青の輝度情報と計算される位相情報を図9に示す。輝度情報も乱れがあり、平面を測定したにもかかわらず、位相情報も凹凸がある。
The converted XY coordinate points are converted into points on a three-dimensional space of red, green, and blue using Equation (9) to obtain corrected red, green, and blue luminances.
FIG. 9 shows the luminance information of red, green and blue before correction and the calculated phase information. The luminance information is also disturbed, and the phase information is uneven even though the plane is measured.

補正後の赤、緑、青の輝度情報と計算される位相情報を図10に示す。測定された測定対象物40は、この場合は平板状のものであり、このため適性に補正されて、輝度情報も略正弦波をなし、位相情報も略平坦である。

Figure 0005545932
このようにして、赤、緑、青の輝度補正を用いることで,より精度の高い位相情報が得られた。 FIG. 10 shows the corrected red, green, and blue luminance information and the calculated phase information. The measured object 40 is a flat plate in this case, and is corrected to an appropriate level so that the luminance information is substantially sinusoidal and the phase information is substantially flat.
Figure 0005545932
In this way, more accurate phase information was obtained by using red, green, and blue luminance corrections.

なお、上記のように、基準平面計測において、位相情報の計測値のばらつきを評価したものが図11である。カメラ分解能50[μm/px]、カメラ光軸とプロジェクタ光軸との傾きが約40[deg],投影される正弦波パターン幅1周期が約3[mm]となる条件にて評価をおこなった。   As described above, FIG. 11 shows the evaluation of the variation in the measured value of the phase information in the reference plane measurement. Evaluation was performed under the conditions that the camera resolution was 50 [μm / px], the tilt between the camera optical axis and the projector optical axis was about 40 [deg], and the projected sine wave pattern width was one cycle of about 3 [mm]. .

あらかじめ同じ条件下にて撮影を行い、上記の通りにより赤、緑、青の輝度情報を補正するため、変換パラメータを求めた。補正した位相情報に基づき、基準平面を計測し奥行き方向の距離値を評価したところ,計測値のばらつきは標準偏差σ=23[μm]となり、適性に補正されていることが証明できる。   Photographing was performed in advance under the same conditions, and conversion parameters were determined in order to correct red, green, and blue luminance information as described above. Based on the corrected phase information, the reference plane was measured and the distance value in the depth direction was evaluated. As a result, the variation in the measured value was standard deviation σ = 23 [μm], and it can be proved that it was corrected appropriately.

1 三次元測定装置
20 照射装置
30 撮像装置
40 測定対象物
50 制御装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Three-dimensional measuring apparatus 20 Irradiation apparatus 30 Imaging apparatus 40 Measurement object 50 Control apparatus

Claims (7)

測定対象物に対して、同じ周期でそれぞれ位相が2π/3シフトした赤、緑、青の光成分パターンを投影する照射手段と、
上記測定対象物からの反射光を撮像する撮像手段と、
該撮像手段により撮像された画像データの各座標における反射光を上記赤、緑、青の光成分パターンに分解し、上記赤、緑、青の光成分パターンの輝度データを演算して、各輝度の合計が一定値になるように、且つ、上記各輝度データが赤、緑、青の三次元空間上における赤+緑+青=0に平行な平面上で円状に等間隔に分布する点になるように、補正パラメータを演算し、該補正パラメータに基づき、撮像手段により撮像された上記赤、緑、青の光成分パターンの輝度データを補正して、上記測定対象物の位相情報を演算して、三次元形状の情報を算出する演算手段を有し、
上記輝度データの演算手段は、上記撮像手段により撮像された画像データを分解して得られた各座標における上記赤、緑、青の光成分パターンの輝度データの代表値を抽出し、代表値の上記赤、緑、青の光成分パターンの輝度データの合計が一定値になるように、上記輝度データの代表値を、赤、緑、青の3次元空間にプロットしたプロット点群とし上記プロット点群の上記赤、緑、青の光成分パターンの輝度データを、赤、緑、青の三次元空間上における赤+緑+青=0に平行な平面上に射影変換し、二次元のX,Y座標へ座標変換を行い、射影変換して得られたX,Y座標へ分布する上記プロット点群円周方向に均等な点数になるように分割し、グループ分けを行い、各グループについてそれぞれ重心を求めて、グループの代表値として抽出し、上記グループの代表値をXY座標の原点を中心とする円状に等間隔に分布するように、上記補正パラメータを演算し、上記代表値の補正パラメータを用いて撮像された画像データの各座標における上記赤、緑、青の光成分パターンの輝度データを補正し、上記測定対象物の位相情報を演算し、
上記補正パラメータの演算は、上記照射手段のホワイトバランスと上記撮像手段の分光特性の補正のため、白色の平面にカラーパターンを投影し、上記撮像手段により撮像された画像データを分解して得られた各座標における上記赤、緑、青の光成分パターンの輝度データを、赤、緑、青の三次元空間にプロットしたプロット点群とし上記輝度データの代表値の抽出は、上記プロット点群の上記赤、緑、青の光成分パターンの輝度データを、赤、緑、青の3次元空間上における赤+青+緑=0に平行な平面上に射影変換し、二次元のX、Y座標へ座標変換を行い上記輝度データの代表値の抽出を行うとともに、上記輝度データを射影変換して得られたX、Y座標へ分布する上記プロット点群を円周方向に均等な点数になるように分割し、グループ分けを行い、各グループについてそれぞれ重心を求めて、グループの代表値として抽出し、上記グループの代表値をXY座標の原点を中心とする円状に等間隔に分布する点になるように補正パラメータを演算したことを特徴とする三次元形状計測装置。
Irradiation means for projecting light component patterns of red, green, and blue whose phase is shifted by 2π / 3 at the same period to the measurement object,
Imaging means for imaging reflected light from the measurement object;
The reflected light at each coordinate of the image data imaged by the imaging means is decomposed into the red, green, and blue light component patterns, and the luminance data of the red, green, and blue light component patterns are calculated, In addition, the above luminance data is distributed at equal intervals in a circle on a plane parallel to red + green + blue = 0 in a three-dimensional space of red, green, and blue so that the sum of the above becomes a constant value. The correction parameter is calculated so that the luminance data of the light component pattern of red, green, and blue captured by the imaging unit is corrected based on the correction parameter, and the phase information of the measurement object is calculated. And having a calculation means for calculating the information of the three-dimensional shape,
The luminance data calculation means extracts representative values of the luminance data of the red, green, and blue light component patterns at each coordinate obtained by decomposing the image data picked up by the image pickup means. The plot points are set as plot point groups plotted in a three-dimensional space of red, green, and blue so that the sum of the luminance data of the red, green, and blue light component patterns is a constant value. The luminance data of the red, green, and blue light component patterns of the group is projectively transformed onto a plane parallel to red + green + blue = 0 in the three-dimensional space of red, green, and blue, and two-dimensional X, Perform coordinate transformation to Y coordinate, divide the plot point group distributed in the X and Y coordinates obtained by projective transformation into equal numbers in the circumferential direction, perform grouping, and centroid for each group And extract it as the representative value of the group. The correction parameters are calculated so that the representative values of the group are distributed at regular intervals in a circle centered on the origin of the XY coordinates, and each coordinate of image data captured using the correction parameters of the representative values is calculated. Correcting the luminance data of the light component pattern of red, green, and blue, and calculating the phase information of the measurement object,
The calculation of the correction parameter is obtained by projecting a color pattern onto a white plane and decomposing the image data captured by the imaging unit in order to correct the white balance of the irradiation unit and the spectral characteristics of the imaging unit. In addition, the luminance data of the light component pattern of red, green, and blue at each coordinate is plotted as a plot point group plotted in a three-dimensional space of red, green, and blue. The luminance data of the red, green, and blue light component patterns is projectively transformed onto a plane parallel to red + blue + green = 0 in the three-dimensional space of red, green, and blue, and the two-dimensional X and Y coordinates. And the representative value of the luminance data is extracted, and the plot point group distributed to the X and Y coordinates obtained by projective conversion of the luminance data is equal in the circumferential direction. Split into guru The center of gravity is obtained for each group, extracted as a representative value of the group, and the representative value of the group is corrected so as to be distributed at equal intervals in a circle centered on the origin of the XY coordinates. A three-dimensional shape measuring apparatus characterized by calculating parameters.
上記測定対象物からの反射光の撮像は、上記赤、緑、青の光成分パターンを断続的に撮
像する撮像手段である請求項1に記載の三次元形状計測装置。
The three-dimensional shape measuring apparatus according to claim 1, wherein imaging of reflected light from the measurement object is imaging means for intermittently imaging the red, green, and blue light component patterns.
上記測定対象物からの反射光の撮像は、上記赤、緑、青の光成分パターンを連続して撮
像する撮像手段である請求項1又は請求項2に記載の三次元形状計測装置。
3. The three-dimensional shape measuring apparatus according to claim 1, wherein imaging of reflected light from the measurement object is an imaging unit that continuously images the light component pattern of red, green, and blue.
上記撮像手段は、カラーカメラである請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の三
次元形状計測装置。
The three-dimensional shape measuring apparatus according to claim 1, wherein the imaging unit is a color camera.
上記照射手段は、ストロボ発光機である請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の
三次元形状計測装置。
The three-dimensional shape measuring apparatus according to claim 1, wherein the irradiation unit is a strobe light emitter.
上記照射手段は、連続点灯ランプ発光機である請求項1乃至請求項4のいずれか1項に
記載の三次元形状計測装置。
The three-dimensional shape measuring apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the irradiating means is a continuous lighting lamp light emitter.
上記測定対象物は、人体の一部である請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の三
次元形状計測装置。
The three-dimensional shape measurement apparatus according to claim 1, wherein the measurement object is a part of a human body.
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